8月12日《自然》杂志精选

2010-8-13 08:34 来源: 科学时报
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       “铁磁共振成像”技术

  纳米磁学研究的快速发展使得磁感应和磁记忆技术领域出现了一些有强大生命力的应用。然而,迄今为止还没有高分辨率磁成像工具可以用来对这些复杂的纳米结构进行定性。现在,美国俄亥俄州立大学的一个小组开发出一种适合于这项工作的扫描探针技术,被称为“铁磁共振成像”。正常情况下,基于铁磁共振的研究只提供光谱信息,缺乏成像能力,因为铁磁共振模式是展开在整个样品上的。这一新方法利用由一个微型磁探针产生的强大的、在空间上受到约束的磁场,将铁磁共振模式局限在紧贴探针之下的地方。这使得研究人员有可能以200纳米的分辨率来对磁特征进行成像,即便它们被埋在纳米结构的表面之下。

利用卫星影像和数值模型模拟云

  云模拟在区域到全球尺度的气候模拟中都是最有挑战性的任务之一。在很多情况下,所观察到的云动态的物理机制是不知道的,这使得人们难以对它们的结构和行为进行符合实际情况的模拟。Feingold等人利用卫星影像和数值模型来显示降雨云诱导的倒灌风(下行气流)是怎样产生开放的蜂窝状云形的,这种云形以低反射率为特征,在不同的亚稳态之间振荡。这样所产生的云结构形成一个振荡的、自我组织的云场,因为新的云形会出现而取代旧的云形。

决定微管蛋白对称性的结构基础

  微管是细胞骨架的一个重要组成部分,在活体中通常是在一个由γ-微管蛋白复合物构成的核心周围以13个原始细丝(protoflilament)为一组的形式来组织的。这一精确的几何是怎样控制的仍不清楚。现在,由普遍保守的核心微管核化复合物“γ-微管蛋白小复合物” (γTuSC)构成的高级组合体(从酿酒酵母中分离出)的结构已利用冷电子显微镜被确定。该结构为了解γTuSC是怎样建立13重的微管蛋白对称性的提供了线索。

惩罚不合作者的方式

  演化游戏中的合作可以通过对不合作者的惩罚得到稳定,这样做的代价由那些执行惩罚任务者来承担。惩罚可以有各种不同形式,包括同伴惩罚和集体惩罚。前者是在相关事件之后由个体来惩罚那些搭便车者;后者是事先设立一个用于制裁的基金。前者可以总结为“将法律掌握在自己手上”;后者可以总结为让警察来做这件事。Sigmund等人利用一个计算模型发现,集体惩罚在对付“二级搭便车者”(指那些在主要游戏中是合作的,但却拒绝对惩罚作出贡献的个体)时相对于同伴惩罚有优势。这个模型表明,个体可以自发地采用一个自制体制来监督贡献和制裁搭便车者。它不需要从上到下的规定或规划。在错误中学习以及模仿成功的例子,就足以在个体之间产生一个由个人利益引导的社会合约。

焦虑症的遗传因素

  人类和猴子的急性子都是从婴儿时代就明显表现出来了,是日后精神病理学的一个重要风险因素,并且已知是可以遗传的。在一项将成像方法与遗传学方法结合起来的大型研究中,Oler等人对与这一特征相关的神经回路以及这个回路的功能的可遗传程度进行了定性。研究中采用了超过200只来自同一个家系的猴子,在将这些猴子置于一个轻度紧张情境中之后,他们用正子发射断层扫描技术对其进行了扫描。扁桃体和海马体中的活动程度都能指示性情,但海马体活动的可遗传性大于扁桃体活动的可遗传性。这表明,在急性子中,基因和环境对这两个区域的功能可能有不同影响。这个发现也为焦虑症和抑郁症的遗传风险提供了新的见解。

心电图的信号指示

  很多重要生物过程,包括心脏的正常功能,都需要一个电梯度。人们对产生和维持这种电极性的机制很不了解。现在,Panáková等人利用开发用来研究发育中的斑马鱼心脏中电压和钙的方法,识别出心肌平面中电耦合的一个以前未被认识到的梯度。这个电梯度的出现取决于通过L-型钙通道的钙电导,而出人意料的是,这个通道在生理上是由Wnt11信号作用调控的。这项工作表明,胚胎心脏的电模式形成涉及细胞膜中一个重要发育信号和离子通道之间的互动,而不是依赖于专门化的导电组织。